2－OH 亲水极性集团 易水解 易受攻击
OH
OH
2、脱氧核糖(deoxyribos
RNA不稳定性
（构成DNA）
无2－OH，DNA相对稳定
(三) 核 苷
戊糖C1 糖苷键/糖甙键 ＋
嘌呤N9 嘧啶N1
NH2
N
1
HO CH2 O N O
1´
核糖核苷 脱氧核糖核苷
OH OH
(四) 核苷酸
1、核苷酸 ＝ 核苷+磷酸
第一章 分子生物学基础知识
一、核酸分子的基本组成
脱氧核糖核酸 (deoxyribonucleic aci d, DNA)
核苷酸
核糖核酸 (ribonucleic acid, RN A)
核糖
戊糖
核苷
脱氧核糖
碱基 嘌呤 嘧啶
磷酸
(一) 碱
1、特性：
基
N 7 8 9 NH
5 6 1N
43 2 N
嘌呤(purine)
3′端
羟基
5 P P P P P P OH
A
3
5 pApCpTpGpCpT-OH 3 G
5 A C T G C T 3
• DNA一级结构的基本特点
• 4种dNTP以3’、5’磷酸二酯键相连构成一个没有分枝的线性大分子。它们的两个末端分别 称5’末端（游离磷酸基）和3’末端（游离羟基）。
思考题： ATGGTTAG的互补序列：
OH OH
NH2 N
N
ATP
OH OH
(五) 核酸的一级结构 5′端
1、定义
C
核酸中核苷酸的排列顺序。
由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也 称为碱基序列。
A
2、核苷酸链的方向性：
5′端
3′端
G
PO4
OH
3′端
3、一级结构的表示方法
——结构式/线条式/字母式
5′端
磷酸基团
C AGT GCT
3’5’磷酸 二酯键
磷酸酯键
戊糖+碱基+磷酸
NH2 N
O HO P O CH2 O N O
OH
OH OH
2、游离核苷酸
NH2
N O
HO P O CH2O N
OH
N N
NH2
OO
N
N
HO P O P O CH2O N N OH OH
AMP OH OH
ADP
N
OOO
HO P O P O P O CH2O N OH OH OH
NH2
G)
②嘧啶
5 4 3N 612
NH
NH2
N
NH
O
胞嘧啶(cytosine, C)
O
NH
NH
O
尿嘧啶(uracil, U)
O
H3C NH
NH
O
胸腺嘧啶(thymine, T)
(二) 戊 糖
HO CH2
OH
5´ O
4´
1´
3´ 2´
HO CH2
OH
O
OH 1、核糖(ribose) （构成RNA）
2. 是转录的模板，是个体生命活动的信息基础。
(二)基本概念:
1. 基因(gene)：携带遗传信息的一段特定的核苷酸序列，可自 我复制并指导转录。
2. 基因组(genomic)：一个生物体所包含的全部遗传信息的总 和，即全部DNA序列。
3. 遗传密码(genetic code)：DNA碱基序列与蛋白质的氨基酸 序列之间存在的对应关系。起始密码(ATG)AUG 终止密码： UAA UAG UGA
四、RNA的结构
(一) RNA的结构特征:
1. 组成：核糖 碱基——A U C G 2. 单链，局部形成双链。 3. 含稀有碱基较多——DHU(二氢尿嘧啶)，Tф（假尿嘧啶），
甲基化，甲羟化，乙酰化等
(二) RNA的种类:
1、参与基因表达的RNA
① 信使RNA（mRNA）：遗传信息的传递，翻译模板 ② 转运RNA （tRNA）：氨基酸载体 ③ 核糖体RNA （rRNA）：提供蛋白质合成的场所
多级螺旋模型
压缩倍数 7
6
40
5 （8400）
DNA → 核小体 → 螺线管 → 超螺线管 →
染色单体
2nm
10nm
30(10)nm
400nm
2~10μm
一级包装
二级包装
三级
包装
四级包装
三、DNA的功能
(一)DNA的基本功能:
1. 以基因的形式荷载遗传信息，作为基因复制的模板，是 生命遗传的物质基础。
2、双螺旋结构的多样性
A
B
Z
Z-DNA是比较特殊的，它与其他DNA不同之处在于它 是在减数第一次分裂前期中的偶线期产生的，约 占DNA总量的0.3%。
当一段Z-DNA形成时，其两端必为B-Z相互结合型态 ，形成与B-DNA的接口。
Z-DNA能够与B-DNA构成相互结合型态，这种结构会 使一对碱基突出于双螺旋之外。
1、特征
①反向平行的双螺旋
a. 反向平行 b. 配对规律 c. 疏水碱基平面处于内侧，亲水
戊糖与磷酸骨架处于外测
②右手螺旋
a. 右手螺旋 b. 每周10个碱基，每对碱基36°，碱基平面距离0.34nm c. 存在大沟、小沟(大沟和小沟分别指双螺旋表面凹下去的
较大沟槽和较小沟槽。 )
③稳定因素
a. 横向：氢键 b. 纵向：碱基疏水堆积力
A
B
Z
B-DNA
(二) DNA的三级结构 ——超螺旋结构
超螺旋结构(superhelix 或supercoil) DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。
正超螺旋(positive supercoil) 盘绕方向与DNA双螺旋方同相同
负超螺旋(negative supercoil) 盘绕方向与DNA双螺旋方向相反
A、TACCGAATC B、CTAAGCCAT
ATGGTTAG的反向互补序列： A、CTAACCAT
(六) DNA与RNA在组成上的区别
碱基 戊糖 结构 配对
DNA
AGCT 脱氧核糖 双链 A＝T GC
RNA
AGCU 核糖 大多单链，局部双链 A＝U GC
二、DNA的空间结构
(一) DNA的二级结构 ——双螺旋结构
①弱碱性，低PH值时可接受质子
5 4 3N 612
NH
嘧啶(pyrimidine)
②共轭性分子结构，共轭双键，260nm处有最大吸收
③碱基间存在疏水堆积力
2、种类和结构： ①嘌呤
N 7
8 9 NH
5 6 1N
43 2 N
NH2 N
N
NH
N
腺嘌呤(adenine, A)
O
N NH
NHNΒιβλιοθήκη 鸟嘌呤(guanine,2、核不均一RNA（hnRNA）:mRNA的前体 3、核内小RNA （snRNA）：参与hnRNA的剪接、转运 4、 核仁小RNA（snoRNA）：参与rRNA的加工修饰 5、胞质小RNA （hnRNA）: 运输新合成的Pr到高尔基体加工 6、小片段干扰RNA（siRNA）：诱发外源mRNA的降解
(三) mRNA
1、mRNA的特征：
① 含量最少 ② 种类繁多 ③ 半衰期最短 ④ 原核生物mRNA为多顺反子
真核生物mRNA为单顺反子